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                      LED灯结构及发光原理

                      - 2019-05-25-

                        LED(Light Emitting Diode),发光二极管,是一种可以将电能转化为可见光的固态的半导体器材,它可以直接把电转化为光。LED的心脏是一个半导体的晶片,晶片的一端附在一个支架上,一端是负极,另一端连接电源的正极,使整个晶片被环氧树脂封装起来。

                        半导体晶片由两部分组成,一部分是P型半导体,在它里面空穴占主导地位,另一端是N型半导体,在这边主要是电子。但这两种半导体连接起来的时分,它们之间就构成一个P-N结。当电流通过导线作用于这个晶片的时分,电子就会被面向P区,在P区里电子跟空穴复合,然后就会以光子的形式宣布能量,这便是LED发光的原理。而光的波长也便是光的色彩,是由构成P-N结的材料决议的。

                        开始LED用作仪器仪表的指示光源,后来各种光色的LED在交通信号灯和大面积显示屏中得到了广泛使用,发生了很好的经济效益和社会效益。以12英寸的红色交通信号灯为例,在美国本来是采用长寿命,低光效的140瓦白炽灯作为光源,它发生2000流明的白光。经红色滤光片后,光丢失90%,只剩下200流明的红光。而在新设计的灯中,Lumileds公司采用了18个红色LED光源,包括电路丢失在内,共耗电14瓦,即可发生同样的光效。汽车信号灯也是LED光源使用的重要范畴。

                        关于一般照明而言,人们更需要白色的光源。1998年发白光的LED开发成功。这种LED是将GaN芯片和钇铝石榴石(YAG)封装在一起做成。GaN芯片发蓝光(λp=465nm,Wd=30nm),高温烧结制成的含Ce3+的YAG荧光粉受此蓝光激起后宣布黄色光射,峰值550nm。蓝光LED基片安装在碗形反射腔中,覆盖以混有YAG的树脂薄层,约200-500nm。LED基片宣布的蓝光部分被荧光粉吸收,另一部分蓝光与荧光粉宣布的黄光混合,可以得到得白光。现在,关于InGaN/YAG白色LED,通过改变YAG荧光粉的化学组成和调理荧光粉层的厚度,可以获得色温3500-10000K的各色白光。这种通过蓝光LED得到白光的办法,结构简略、成本低廉、技术成熟度高,因此运用最多。

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